鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料、製備方法及有機發光二極體的製作方法

2023-07-12 14:26:41 2

鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料、製備方法及有機發光二極體的製作方法
【專利摘要】一種鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，具有如下化學通式PbyCd1-yF2：xTb3+，其中，x為0.01～0.08，y為0.1～0.8。該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的光致發光光譜中，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的激發波長為796nm，在485nm波長區由Tb3+離子5D4→7F6的躍遷輻射形成發光峰，可以作為藍光發光材料。本發明還提供該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法及使用該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的有機發光二極體。
【專利說明】鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料、製備方法及有機發光二極體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料、製備方法及有機發光二極體。
【背景技術】
[0002]有機發光二極體(OLED)由於組件結構簡單、生產成本便宜、自發光、反應時間短、可彎曲等特性，而得到了極廣泛的應用。但由於目前得到穩定高效的OLED藍光材料比較困難，極大的限制了白光OLED器件及光源行業的發展。
[0003]上轉換螢光材料能夠在長波(如紅外)輻射激發下發射出可見光，甚至紫外光，在光纖通訊技術、纖維放大器、三維立體顯示、生物分子螢光標識、紅外輻射探測等領域具有廣泛的應用前景。但是，可由紅外，紅綠光等長波輻射激發出藍光發射的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，仍未見報導。

【發明內容】

[0004]基於此，有必要提供一種可由長波輻射激發出藍光的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料、製備方法及使用該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的有機發光二極體。
[0005]一種鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，具有如下化學式PbyCc^yF2:xTb3+,其中，X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.1 ~0.8。
[0006]X 為 0.05，y 為 0.6。
[0007]一種鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，包括以下步驟:
[0008]根據PbyCdpyF2:XTb3+各元素的化學計量比稱取PbF2, CdF2和TbF3粉體，其中，x為0.01 ~0.08，y 為 0.1 ~0.8 ;
[0009]將稱取的粉體溶解於酸性溶劑，之後同時加入分散劑和鹼性溶劑得到含有沉澱物的混合物；
[0010]調節含有沉澱物的混合物PH值為7~9，然後過濾，並用無水乙醇和蒸餾水洗滌，得到沉澱物 '及
[0011]將沉澱物在900°C~1400°C下烘燒，烘燒時間為2小時~5小時，得到化學通式為PbyCd1^yF2:XTb3+的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0012]所述X 為 0.05, y 為 0.6。
[0013]所述酸性溶劑為氫氟酸、氟化銨或氟化氫銨。
[0014]所述分散劑為草酸、乙醇、三乙醇胺、水溶性澱粉或聚乙二醇。
[0015]所述鹼性溶劑為氨水。
[0016]所述PH值為8。
[0017]所述沉澱物轉移到馬弗爐中在1200°C下烘燒，烘燒時間為3小時。
[0018]一種有機發光二極體，包括依次層疊的基板、陰極、有機發光層、陽極及封裝層，所述封裝層中摻雜有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的化學通式為PbyCc^yF2:xTb3+，其中，X為0.01~0.08，y為0.1~0.8。
[0019]上述鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的水熱方法條件溫和、合成溫度低較易控制，產物的粒度和形貌可控，製備的粉體結晶完好，分散性好，成本較低，同時反應過程中無三廢產生，較為環保；製備的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的光致發光光譜中，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的激發波長為796nm，在485nm波長區由Tb3+離子5D4 — 7F6的躍遷輻射形成發光峰，可以作為藍光發光材料。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一實施方式的有機發光二極體的結構示意圖。
[0021]圖2為實施例1製備的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的光致發光譜圖。
[0022]圖3為實施例1製備的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的XRD譜圖。
[0023]圖4為實施例1製備的透明封裝層中摻雜有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的有機發光二極體的光譜圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例對鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料及其製備方法
進一步闡明。
[0025]一實施方式的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，具有如下化學通式PbyCc^yF2:xTb3+，其中，X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.1 ~0.8。
[0026]優選的，X為 0.05，y 為 0.6。
[0027]該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的光致發光光譜中，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的激發波長為796nm，當材料受到長波長(如796nm)的輻射的時候，Tb3+離子激發到5D4激發態，然後向7F6能態躍遷，發出485nm的藍光，可以作為藍光發光材料。
[0028]上述鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟S11、根據PbyCc^yF2:xTb3+各元素的化學計量比稱取PbF2, CdF2和TbF3粉體，其中X為0.01~0.08，y為0.1~0.8。
[0030]該步驟中，優選的，X為0.05，y為0.6。
[0031]步驟S13、將步驟Sll中稱取的粉體中加入酸性溶劑，之後同時加入分散劑和鹼性溶劑得到含有沉澱物的混合物。
[0032]該步驟中，優選的，所述酸性溶劑為氫氟酸、氟化銨或氟化氫銨。
[0033]該步驟中，優選的，所述分散劑為草酸、乙醇、三乙醇胺、水溶性澱粉或聚乙二醇。
[0034]該步驟中，優選的，所述鹼性溶劑為氨水。
[0035]該步驟中，分散劑是同氨水一起滴入，氨水的作用是中和酸性並產生氫氧化物和氧化物的沉澱物，分散劑作用是防止生成的沉澱物發生團聚。
[0036]步驟S15、調節含有沉澱物的混合物PH值為7~9，然後過濾，並用無水乙醇和蒸餾水洗滌，得到沉澱物。
[0037]該步驟中，優選的，所述PH值為8。
[0038]步驟S17、將沉澱物在900 V~1300 V下烘燒，烘燒時間為2小時~5小時，得到化學通式為PbyCc^yF2:xTb3+的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0039]該步驟中，優選的，所述沉澱物轉移到馬弗爐中在1200°C下烘燒，烘燒時間為3小時。
[0040]上 述鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的水熱方法條件溫和、合成溫度低較易控制，產物的粒度和形貌可控，製備的粉體結晶完好，分散性好，成本較低，同時反應過程中無三廢產生，較為環保；製備的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的光致發光光譜中，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的激發波長為796nm，在485nm波長區由Tb3+離子5D4 — 7F6的躍遷輻射形成發光峰，可以作為藍光發光材料。
[0041]請參閱圖1，一實施方式的有機發光二極體100，該有機發光二極體100包括依次層疊的基板1、陰極2、有機發光層3、透明陽極4以及封裝層5。封裝層5中分散有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料6，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的化學通式為PbyCc^yF2:xTb3+，其中 X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.1 ~0.8。
[0042]有機發光二極體100的封裝層5中分散有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料6，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的激發波長為796nm，在485nm波長區由Tb3+離子5D4 — 7F6的躍遷輻射形成發光峰，由紅綠光激發可以發射藍光，藍光與紅綠光混合後形成發白光的有機發光二極體。
[0043]下面為具體實施例。
[0044]實施例1
[0045]選用PbF2, CdF2和TbF3粉體按各組份摩爾數為0.6mmol, 0.4mmol, 0.05mmol混合。混合後溶氫氟酸溶劑中，滴加草酸作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在1000°C下烘燒2小時，得到化學通式為Pba6Cda4F2:0.05Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0046]依次層疊的基板I使用鈉鈣玻璃、陰極2使用金屬Ag層、有機發光層3使用Ir (piq) 2 (acac)中文名叫二(1_苯基-異喹啉)(乙醯丙酮)合銥(III)、透明陽極4使用氧化銦錫ΙΤ0，以及透明封裝層5聚四氟乙烯。透明封裝層5中分散有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料6，鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的化學式為Pba6Cda4F2:0.05Tb3+。
[0047]請參閱圖2，圖2所示為本實施得到的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料化學通式為Pba6Cda4F2:0.05Tb3+的光致發光光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的激發波長為796nm，在485nm波長區由Tb3+離子5D4 — 7F6的躍遷輻射形成發光峰，該鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料可作為藍光發光材料。
[0048]請參閱圖3，圖3中曲線為實施I製備的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的XRD曲線，測試對照標準PDF卡片。對照PDF卡片，可看出衍射峰所示為鉛鎘氟化物的晶向，沒有出現鐠鐿元素相關的峰，說明兩種元素是進入了鉛鎘氟化物的晶格。
[0049]圖4為實施例1製備的透明封裝層中摻雜有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的有機發光二極體的光譜圖，曲線I是本發明實施例製備的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的光譜圖，曲線2為未摻雜有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的對比，圖中可看出，鋱摻雜鉛鎘氟化物玻璃上轉換發光材料可以由長波的紅色光，激發出短波的藍色光，藍光與紅光混合後形成白光。
[0050]實施例2
[0051]選用PbF2, CdFjP TbF3 粉體按各組份摩爾數為 0.1mmol, 0.9mmol, 0.08mmol 混合。混合後溶氫氟酸溶劑中，滴加乙醇作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在900°C下烘燒2小時，得到化學通式為PbaiCda9F2:0.08Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0052]實施例3
[0053]選用PbF2, CdF2和TbF3粉體按各組份摩爾數為0.8mmol, 0.2mmol, 0.01mmol混合。混合後溶於氫氟酸溶劑中，滴加三乙醇胺作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在1300°C下烘燒2小時，得到化學通式為Pba8Cda2F2:0.01Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0054]實施例4
[0055]選用PbF2, CdF2和TbF3粉體按各組份摩爾數為0.3mmol, 0.7mmol, 0.02mmol混合。混合後溶於氫氟酸中，滴加乙醇作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在1100°C下烘燒2.5小時，得到化學通式為Pba3Cda7F2:0.02Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0056]實施例5
[0057]選用PbF2, CdF2 和 TbF3 粉體按各組份摩爾數為 0.65mmol,0.35mmol,0.07mmol 混合。混合後溶於氫氟酸中，滴加乙醇作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在1000°C下烘燒3小時，得到化學通式為Pba65Cda35F2:0.07Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0058]實施例6
[0059]選用PbF2, CdF2 和 TbF3 粉體按各組份摩爾數為 0.5SmmoI ,0.45mmol,0.0BmmoI 混合。混合後溶於質量百分濃度為30%的硫酸中，滴加乙醇作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在950°C下烘燒4小時，得到化學通式為Pba55Cda45F2:0.06Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0060]實施例7
[0061]選用PbF2, CdF2和TbF3粉體按各組份摩爾數為0.4mmol, 0.6mmol, 0.03mmol混合。混合後溶於質量百分濃度為30%的鹽酸溶劑中，滴加草酸作為分散劑同時加入氨水使混合溶液不再生成沉澱，繼續滴加氨水，調節混合溶液的PH值為8左右，靜置2小時使沉澱完全，採用濾鬥過濾收集沉澱物，然後把沉澱物用無水乙醇和蒸餾水反覆洗滌，最後將收集的沉澱物放置馬弗爐中在1000°C下烘燒2小時，得到化學通式為Pba4Cda6F2:0.03Tb3+鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
[0062]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，其特徵在於:具有如下化學通式PbyCd1^yF2:xTb3+，其中，X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.1 ~0.8。
2.根據權利要求1所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，其特徵在於，所述X為0.05, y 為 0.6。
3.—種鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 根據PbyCc^yF2:XTb3+各元素的化學計量比稱取PbF2, CdF2和TbF3粉體，其中，x為0.01 ~0.08，y 為 0.1 ~0.8 ; 將稱取的粉體溶解於酸性溶劑，之後同時加入分散劑和鹼性溶劑得到含有沉澱物的混合物； 調節含有沉澱物的混合物PH值為7~9，然後過濾，並用無水乙醇和蒸餾水洗滌，得到沉澱物；及 將沉澱物在900°C~1400°C下烘燒，烘燒時間為2小時~5小時，得到化學通式為PbyCd1^yF2:XTb3+的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料。
4.根據權利要求3所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，所述X為0.05，y為0.6。
5.根據權利要求3所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，所述酸性溶劑為氫氟酸、氟化銨或氟化氫銨。
6.根據權利要求3所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，所述分散劑為草酸、乙醇、三乙醇胺、水溶性澱粉或聚乙二醇。
7.根據權利要求3所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，所述鹼性溶劑為氨水。
8.根據權利要求3所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，所述PH值為8。
9.根據權利要求3所述的鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，所述沉澱物轉移到馬弗爐中在1200°C下烘燒，烘燒時間為3小時。
10.一種有機發光二極體，包括依次層疊的基板、陰極、有機發光層、陽極及透明封裝層，其特徵在於，所述透明封裝層中摻雜有鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料，所述鋱摻雜鉛鎘氟化物上轉換發光材料的化學通式為PbyCc^yF2:XTb3+，其中，X為0.01~0.08，y為0.1 ~0.8。
【文檔編號】H01L51/54GK103965900SQ201310037435
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優先權日:2013年1月30日
【發明者】周明傑, 王平, 陳吉星, 黃輝 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司